加工中心的组成及操作

第3章 加工中心的组成及操作
3.1.2 数控系统操作面板的组成及操作方法 VP1050加工中心的数控系统操作面板即CRT/MDI面板
由一个显示屏(CRT)和各类控制键组成，其结构如图3.2所示。
图3.2 数控系统操作面板
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1.显示屏 显示屏可显示刀具实际位置、加工程序、坐标 系、刀具参数、机床参数、报警信息等。显示屏显示的内 容随不同的主功能、子功能状态而异。 2.各类控制键
主轴定位键：ORIENTATION。手动模式时按此键，主轴做 定位动作，当主轴定位后按键内的灯会亮。
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2．MDI操作 MDI（Manual Data Input）即手动数据输入。该功能允许
手动输入一个命令或程序段指令，并象自动加工那样，马上启 动运行。使用该功能可改变当前指令模态，也可实现指令动作。
图3.7 移动轴选择钮
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①旋转MODE旋钮至HANDLE位置。在这个模式下，可以用 手摇轮使各轴移动，在手摇轮操作面板上选择要移动的轴和 每摇动一格的倍率。 ②选择移动轴。移动轴选择钮如图3.7所示，此按钮用来选择 手摇轮操作轴，使用手摇轮时只能单轴操作。 ③移动量。通过倍率选择钮，手摇轮旋转一格移动轴轴向位 移可为0.001mm/0.01mm/0.1mm。 ④手摇轮。旋转手轮一圈（3600）将产生100个脉冲，手摇 轮顺时针（CW）旋转，移动轴向“+”坐标方向移动，手摇 轮反时针（CCW）旋转，则移动轴向“-”坐标方向移动。
（3）工件坐标系的测量。工件夹具找正装夹后，必须正确测 出工件坐标系坐标值，输入到偏置页面。测定工件坐标系的 坐标值，就是测定工件的编程原点（即工件坐标系的原点） 在机床坐标系中的坐标值。
确定工件坐标系的坐标值的方法是：在确定的工位，使 所选的编程零点在X向、Y向与机床主轴轴线重合，在Z向与 机床主轴端面（或刀具端面）重合，此时在机床坐标系下的 坐标值即为要建立的工件坐标系原点的坐标值。
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3.1.3 机床操作面板的组成及操作方法 机床操作面板因机床的功能及开关的分配不同而有所不同。 VP1050加工中心的机床操作面板如图3.3所示。
图3.3 VP1050加工中心机床操作面板
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3.1.4 机床的操作方法与步骤 1.手动操作 （1）原点复位手动操作（操作面板见图3.4）
此时“Z轴机械锁定”开关为ON，在手动/自动操作中Z轴不移动。 按键没有按下，按键内灯熄灭，“Z轴机械锁定”开关为OFF，Z
轴进给正常。
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（3）辅助功能锁定。当使用MST LOCK软件键确定辅助功能 锁定开关为ON时，机械操作面板的M、S、T及B的指令锁定， 除了M00、M01、M02、M30、M98、M99会被执行外，所有 的其它M、S、T码都不会被执行。当辅助功能锁定开关为OFF 时，所有的M、S、T码可正常执行。
图3.14 XH714B加工中心 的机床操作面板及说明
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3.2.2 XH714B加工中心的数控系统 操作面板 XH714B加工中心的数控系统
操作面板如图3.15所示，在图3.15 中同时对各键的功能进行了说明。
图3.15 SINUMERIK 802S/C系统操作面板及说明
（1）程序制作。将模式选择钮设定在MDI位置。按 “PRGRM”键则CRT画面显示如图3.9所示。
图3.9 CRT画面显示
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（2）程序的执行。将光标置于程序的开头（也可由中途操 作），按START或操作面板的CYCLE START键则可开始执行程序。 执行到程序结束（M02/M30）或%。则所制作的程序自动消失。
图3.4 原点复位手动操作面板布局
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旋转MODE旋钮至HOME位置。在HOME模式下按各轴方向 键，可使各轴向机械原点移动，或按所有轴回机械原点键（X HOME、Y HOME、Z HOME、4 HOME），各轴依序回机械 原点。
各轴在回机械原点的过程中，以快速进给率移到减速位置， 然后以200mm/min速度移到原点，在快速进给移动中可用快速 进给率调整钮调整速率。 （2）连续进给手动操作 ①慢速进给操作（操作面板见图3.5） (a)旋转MODE旋钮至JOG位置：在这个模式下，按“X+”键则 X轴以慢速进给调整钮选择的速度向+X方向移动。Y、Z、4轴 操作方式与X轴相同。 (b)调整慢速进给率：通过旋钮，慢速进给速率由 0~1260mm/min变化，进给误差不超过±3%。
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（1）全轴机械锁定。按下“MACHINE LOCK”键，按键内灯亮， 此时[全轴机械锁住]开关为ON，数控系统执行NC指令或手动指 令操作，机床机械轴不移动，坐标画面中机械坐标值不变，但 增量和绝对坐标值继续改变。M、S、T码的指令照常执行动作。
（2）Z轴机械锁定。当“Z-CANCEL”按键按下，按键内的灯亮，
3.11 假设的机床原点位置
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②用G54~G59设定工件坐标系。用G54~G59设定工件坐标系 与用G92设定不同，G92是在程序中设定工件坐标系相对机床 坐标系的偏置值。G54~G59是通过偏置画面内参数设定工件 坐标系偏置值。如图3.11所示，第一工件坐标系用G54设定， 其设置方法如下： (a)在机床CNC操作面板上，按3次“OFSET”键，使屏幕显示 出工作坐标系偏置画面； (b)将光标移到G54处；
（4）程序空运行。当“DRY RUN”按键按下，按键内灯亮。在 自动（AUTO）或MDI模式中的执行程序，G01移动的速度与指 令设定值（F）无关，而以慢速进给调整钮选择的速度移动， G00则不受影响。当“DRY RUN”按键没有按下，按键内灯熄 灭。
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6.自动加工
自动加工可根据加工程序的大小，分两种模式进行。当 加工程序的容量不超过加工中心的内存容量（50K），可以将 加工程序全部输入加工中心的内存中，实现自动加工。当加 工程序的容量大于加工中心的内存，此时可采用计算机与加 工中心联机的方式自动加工。 （1）单机自动加工。在自动执行程序模式下，数控系统可以 执行内存中的程序，但同一时间只能执行一个程序。 （2）联机自动加工。 （3）单段跳跃
图3.12 用G54设定第一工件坐标系后的屏幕画面
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③ 用原工件坐标系偏置建立工件坐标系。在实际加工中，有 时需要新建工件坐标系和原先建立的工件坐标系（如 G54~G59）有相关关系，如在X、Y、Z向具有一个偏置量。 此时可采用对原有坐标系整体偏移的方法来实现。
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（3）程序的删除。
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4.工件坐标系的建立及工件坐标系的测量 （1）加工中心的坐标系统。在加工中心上加工零件时，刀具 与工件的相对运动必须在确定的坐标系中才能按程序进行加工。 加工中心加工时，坐标系页面上一般都有下列坐标系显示：相 对坐标系、剩余坐标系、绝对坐标系（也就是工件坐标系）、 机床坐标系。在应用中，比较关键的是机床坐标系和工件坐标 系。机床坐标系不作为编程使用，而常常用它来确定工件坐标 系，即它是建立工件坐标系的参考点。 （2）工件坐标系的建立 ①用G92指令建立工件坐标系。工件坐标系原点与机床坐标系 的原点之间的距离可以用G92指令设定。如按图3.11上假设的 机床原点位置，用G92建立工件坐标系的指令为：
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（4）主轴运转手动操作。在手动操作模式（含HANDLE、 RAPID、JOG、HOME）中，可由下列四个按键控制主轴运转。当 主轴运转时如将模式改为自动模式（AUTO/MDI）则主轴立刻停 转。操作面板如图3.8所示。
图3.8 主轴运转手动操作面板
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3.程序管理操作 （1）输入新程序。该功能包括程序名的创建和程序的输入。 （2）程序编辑。程序编辑包括程序的查找，程序内容的修改等 内容，其操作步骤如下： ①程序查找（如图3.10所示查找O0124号程序）。
图3.10 程序的查找
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②程序内容搜寻。程序内容的搜寻方法有单字节搜寻、页面搜 寻及指定字节搜寻等方法。 ③程序内容的修改。程序内容的修改包括：程序字节的插入、 替换与删除等内容。
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②快速进给操作（操作面板见图3.6）
图3.5 慢速进给操作面板
图3.6 快速进给操作面
旋转MODE旋钮至RAPID位置：在这个模式下，按“X+”键 则X轴以快速进给调整钮选择的速度向+X方向移动。Y、Z、 4轴操作方式与X轴相同。
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（3）手摇轮进给手动操作（操作面板见图3.7）
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5.程序的校验
加工程序编制完成后，并不能 马上用于工件的加工，应检验加工 程序的正确性及加工程序与机床、 工件之间的适应性。特别是对于手 工编程，程序的校验尤为重要。 加工程序在机床上的校验方法有以 下几种（用于程序校验的操作键如 图3.13所示）。
图3.13 用于程序校验的操作键
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(c)按地址键X、数字键100.0、“INPUT”键，按地址键Y、数字 键-200.0、“INPUT”键，按地址键Z、数字键-200.0、“INPUT” 键，这时G54工件坐标系设定完成，屏幕上的画面将如图3.12所 示。同样，图3.11中第二工件坐标系可用G55~G59中任一个设定， 偏置值可用同样的方法输入。
7.安全操作
安全操作包括急停、超程等各类报警处理。
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3.2 XH714B加工中心（SINUMERIK 802S/C系统）的组成及操作 3.2.1 XH714B加工中心的机床操作面板
XH714B加工中心的数 控系统采用了SINUMERIK 802S/C系统，该机床的操 作面板及各键的功能如图 3.14所示。
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第3章 加工中心的组成及操作 3.1 VP1050立式加工中心（FANUC 0-MC系统）的组成及操作 3.1.1 VP1050立式加工中心的布局
图3.1所示为VP1050立式加工中心。
图3.1 VP1050立式加工中心外形图
1—鞍座 2—X轴护罩 3—刀库 4—主轴温控机 5—刀库门 6—刀库操作面板 7—液压油箱 8—除屑机 操作盒 9—除屑机 10—集屑桶 11—主轴头 12—CRT/MDI面板 13—手摇轮 14—机床操作面板 15、 22、23-防护罩 16—工作台 17—操作门 18—水箱 19—主轴头 20—绕性护带 21—机床操作面板 24—电气箱 25—底座 26—警示灯 27—油压阀 28—门桥 29—主轴温控机 30—电控箱 31—Y轴马达
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N1 G92 X100.0 Y-200.0 Z-200.0；（建立以O`为原点的工 件坐标系，在内存中完成了机床参考点向O`点的位置变化。但 刀具并不运动，刀具的移动在下一条程序段中。） N2 G00 G90 X-50.0 Z0；（刀具快速到达工件坐标系中的坐 标位置）
主轴正转键：CW。手动模式时按此键，主轴会以上一次转 动的转速沿顺时针方向转动，正转时按键内的灯会亮。
主轴反转键：CCW。手动模式时按此键，主轴会以上一次 转动的转速沿反时针方向转动，反转时按键内的灯会亮。
主轴停止按键：STOP。手动模式时按此键，主轴会停止转 动，任何时候只要主轴没有转动，这个按键内的灯就会亮，表 示主轴是在停止的状态。
（3）刀号输入/修改。加工中心在使用过程中，由于误操 作或其它方面的原因使机床刀库刀号与显示刀号不符，此时需 修改刀号，以避免发生撞刀事故。
（4）自动换刀/选刀。在MDI模式下，可完成自动换刀/选 刀动作。当NC读到M06时，自动执行刀臂与主轴间的刀具交换； 读到T码时，自动执行还刀、选刀、取刀动作。如果M06与T码 同时在同一单节，则先执行自动选刀动作再执行换刀动作。